¡ME GUSTA
AXXÓN!
 


Revista Axxón

 
Imprimir version limpiaVersion PDF de esta pagina 

Un dispositivo que aplica descargas a las neuronas y monitorea los cambios electroquímicos podría revelar secretos de la terapia de estimulación cerebral profunda

Utilizada durante mucho tiempo para tratar los trastornos del movimiento, la estimulación cerebral profunda (en inglés Deep Brain Stimulation = DBS) está emergiendo rápidamente como un tratamiento experimental para enfermedades neuropsiquiátricas como la depresión, el síndrome de Tourette, el trastorno obsesivo-compulsivo e incluso la enfermedad de Alzheimer. Pero a pesar de algunos resultados alentadores en pacientes, sigue siendo desconocido en gran parte cómo los impulsos eléctricos emitidos por los implantes profundos en el cerebro afectan a los circuitos neuronales y cambian el comportamiento.

Los investigadores informaron el 10 de noviembre en la reunión anual de la Sociedad para Neurociencias en San Diego, California que ahora hay un prototipo de dispositivo DBS que podría aportar algunas respuestas. Llamado Harmoni, el dispositivo es el primer DBS implantable para monitorear las respuestas eléctricas y químicas en el cerebro mientras se aplica la estimulación eléctrica.

“Estos son nuevos datos que en realidad no hemos tenido acceso antes en los seres humanos”, dice Cameron McIntyre, un ingeniero biomédico de la Universidad Case Western Reserve en Cleveland, Ohio, quien no está involucrado en el trabajo.

Los investigadores esperan que el dispositivo pueda identificar las señales eléctricas y químicas en el cerebro que se correlacionan en tiempo real con la presencia y severidad de los síntomas, incluyendo los temblores que sufren las personas con enfermedad de Parkinson. Esta información podría ayudar a descubrir dónde y cómo ejerce sus efectos terapéuticos en el cerebro el DBS, y por qué a veces falla, dice Kendall Lee, neurocirujano en la Clínica Mayo en Rochester, Minnesota, quien encabeza el proyecto.

Estimulante financiación

Los resultados llegan en un momento de gran excitación en el campo de los DBS. El mes pasado, la Defense Advanced Research Projects Agency del gobierno de EE.UU. (DARPA) anunció una iniciativa de 5 años, con un aporte de 70 millones de dólares, para apoyar el desarrollo de la próxima generación de tecnologías de estimulación cerebral terapéuticas.

El dispositivo Harmoni toma como base las capacidades ya existentes de grabación eléctrica de la tecnología DBS, agregando técnicas de sensores químicos que fueron desarrollados originalmente para aplicaciones de investigación básica en animales. El uso de un método llamado voltametría cíclica con exploración de alta velocidad, el dispositivo aplica un cambio localizado de voltaje en el cerebro. Esto extrae electrones transitoriamente de ciertos neurotransmisores —los productos químicos del cerebro que activan o inhiben a las neuronas— dando lugar a corrientes eléctricas que se pueden medir. Cada molécula neurotransmisora produce una firma electroquímica diferente, que puede ser utilizada para identificar y estimar su concentración cada 10 milisegundos.

El grupo de Lee ha estado probando partes del sistema Harmoni en ratas y cerdos, y está avanzando hacia ensayos en seres humanos. El equipo utiliza imágenes de resonancia magnética funcional (fMRI) durante la cirugía para encontrar las áreas del cerebro, a veces distantes, que responden a los impulsos eléctricos en el lugar del implante. Luego, mediante la inserción de sensores químicos y eléctricos en esos sitios, los investigadores pueden armar un cuadro de cómo se activan las neuronas y qué neurotransmisores se liberan en respuesta a la estimulación cerebral profunda.

Los resultados preliminares en animales indican que el dispositivo puede medir un aumento en el neurotransmisor dopamina en una parte del cerebro llamado el núcleo caudado, después de la estimulación de otra área del cerebro conocida como el núcleo subtalámico. Esta secuencia de eventos es uno de los mecanismos propuestos para el funcionamiento del DBS en la terapia de la enfermedad de Parkinson.

“Es realmente un cambio de juego”, dice Karen Davis, una neurocientífica del Hospital Toronto Western en Ontario, Canadá, que ha estudiado el uso de la estimulación cerebral profunda para controlar el dolor. Ella ve el potencial del dispositivo para el seguimiento de los neuroquímicos relevantes implicados en el dolor.




Cerrando el círculo

La investigación aún se encuentra en sus primeras etapas, dice Lee. Su grupo está trabajando en la fabricación de electrodos registradores más durables, y el dispositivo debe ser hecho más pequeño antes de que se pueda implantar en los pacientes. En última instancia, al equipo le gustaría desarrollar Harmoni como un dispositivo DBS de ‘circuito totalmente cerrado’. Esto debe utilizar registros de patrones químicos y eléctricos como retroalimentación para ajustar automáticamente los parámetros del DBS —la duración y el momento de los pulsos eléctricos, por ejemplo— para mantener el cerebro en un estado óptimo de actividad.

Sin embargo, el neurocientífico Charles Blaha, un colaborador de Lee en la Universidad de Memphis, en Tennessee, señala que aún queda mucho por aprender acerca de qué firmas eléctricas y químicas caracterizan estados cerebrales saludables y desordenados, y cómo se debe estimular el cerebro para mantener hábitos saludables.

“¿Tenemos todas las respuestas? No”, dice Lee. “Pero al menos hemos desarrollado las herramientas para investigar esto.”

Fuente: Nature. Aportado por Eduardo J. Carletti

Más información:


© Axxón




Noticias: Sección anterior, por tema
Ciencia - Cine - Espacio - Espectáculos - Historietas - Internet - Juegos
Libros - Literatura - Revistas - Sociedad - Tecnología - Televisión

Noticias en esta sección y la anterior, por año
2016 - 2015 - 2014 - 2013 - 2012 - 2011 - 2010 - 2009 - 2008 - 2007 - 2006 - 2005 - 2004 - 2003 - 2002 - Anteriores

Axxón, Ciencia Ficción: una lista de e-mail donde podemos conversar de los temas que nos interesan
Este grupo funciona en Grupos Yahoo! ar.groups.yahoo.com

Google